Устройство для регулирования температуры в теплице Советский патент 1982 года по МПК G05D23/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ТЕПЛИЦЕ

1

Изобретение относится к устройствам для регулирования неэлектрических величин, а именно к регулированию температуры в тепловых объектах и, в частности, тепловых полей сооружений с нетеплоБыми ограждающими конструкаяямя, например в теплицах.

Известно устройство для регулирования температурных полей, в котором отдельные отопительные приборы соединены: в отдельные группы и размещены в определенных зонах отапливаемого сооружения. Группы приборов подключаются независимр и параллельно к питающей сети, а регулирование расхода в каждой зоне производится отдельным регулятором 1 .

Однако указанное устройство в случае его использования для сооружений широтного типа с непосредственной связью между зонами обладает существенными недостатками, так как независимое регулирование расходов тетша в группах отопительных приборов приводит к сильНО колебательному процессу распростра , нения тепла по объему сооружения, что приводит к увеличению неравномерности температурного поля и перерасходу тепловой энергии. Это объясняется т&л, что тепловые потерн каждой зоны воопопняются независимо от обшего энерг&тнческотх) состояния всего сооружения и других зон.

10

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, где позонное регулирование подачи теплоносителя производится и осуществляется с учетом соседних зон. Здесь

15 группа приборов включается только тогда, когда в соседней зоне те тература ниже, чем в той зоне, где производится включение приборов 2 .

Однако для широтно расГтоложенных

20 сооружений с малым термическим сопротивлением использование таких устройств также приводит к колебаниям текшератур по площади к объему сооружения. что недопустимо для теплиц, так как приводит к снижению или потере урожая. Шпь изобретения - повышение тси- ности и эффективности работы устройства С этой цепью устройство, содержащее размешенные внутри тетшицы и соединенные по мостовой схеме четьфе группы внутренних отопительных элементов с центральным датчиком температуры, четыре периметровых отопительных элемента с соответствующим каждому элементу периметровым датчиком температуры, размоще шые вне теплицы четьфе внеш, них датчика температуры, блок осреднения, входы которого связаны соответственно с выходом центрального и каждого периметрового датчика температуры, а выход подключен к одному из входов регулятора, другой вход которогчэ соединон с выходом блока задания, а выход со входом смесительного клапана, уста- новле1шого в трубопроводе теплоносителя содержит четьфе блока коррекции, два дифференциальных регулятора и шесть поршускных клапанов, один вход первого и второго из которых подключен к выходу смесительного клапана, другой их вход - к выходу соответствующего дифференциального регулятора, входы каждого из которых связаны с двумя противоположными перйметроылми датчиками температуры, выход каждого иэ которых, в свою очередь, связан с одним из входов соответствующего блока коррекции, другой вход которого подключен к выходу соответствуЮ1Щего внешнего датчика температуры, а его выход - соответстве но ,с одним входом третьего, четвертого, пятого и шестого перепускного клапана, один выход каждого на которых соединен с соответствующим периметровым отопительным элементом, а другой выход с соответствующей точкой диагонали мостовой схемы соединения внутренних отопительных элагентов, причем один И другой выходы первого и второго пере пускных клапанов подключены соответственно к другому входу третьего, пято го, четвертого и шестого перепускных клапанов. На чертеже представлено предлагаем устройство. Устройство содервкит отопительные элементы, равномерно распредеяенные по площади теплицы, при этом они разделены на четыре внутренние группы 14 и четыре перимеггроные группы 5-8. Внутренние группы 1-4 соединяются между собой по мостовой схеме, к вер904 шинам которой подключены выходы ч©тьфех перепускных клапанов 9 - 12, по вторым выходам которых подключены периметровые группы 5-8. Входы диагонально расположенных клапанов 9 и 10 соединены с выходами перепускного клапана 13, а входы клапанов 11 и 12 другой диагонали мостовой схемы соединены с выходами перепускного клапана 14. Входы клапанов 13 и 14 соединены с выходами смесительного клапана t5. Внутри теплицы датчики 16 19температуры рйсположены в местах сопряжения двух смеокных внутренних групп с периметральными. В центре теплицы размещен центральный датчик 20температуры. Снаружи теплицы внаиние датчики 21 - 24 температуры размещаются на соответствующих сторонах сооружения и помешаются в специальные оребренные ветрючувстнитеяьные корпуса. Датчики 21 - 24 внешней температуры и Датчики, измеряющие внутреннюю температуру в теплице, 16 - 19 подктпочены к блокам коррекции 25. Все пять датчиков, измеряющих внутреннюю температуру в теплице, 16-20 подключены к блоку осреднения 26, противсятоложно расположенные датчики 16 и 17 подключены дополнительно к дифференциальному регулятору 27, а датчики 18 и 19 - к дифференцаильному регулятору 28. Блок осреднения 26 подключен к регулятору 29, к которому также подключен блок задания ЗО. Выход регулятора 29 соединен со смесительным клапаном 15. Выход дифферешшалньного регулятора 27 соединен с перепускным клапаном 14. Выходы блоков коррекции 25 соединены с перепускными клапанами 9 - 12. Входь смесительного клапана 15 соединены с труб ифоводами прямого теплоносителя 31 и обратного теплоносителя 32. Устройство для регутшровання температуры в тешщце работает следующим образом. В случае, когда отсутствует ветер и различия в уровнях притока радаапии на сторонах тагшиць незначительны, температура в точках, измеряемых датчиками 16 - 19, одинакова с т(з«шературой в центральной точке датчика 20. Сигналы от датчиков 16 2О поступают на блок осреднения 26, сгггнал которого поступает на регулятор 29, куда подается сигнал с блока задания 30. Регулятор 29, воздействуя на смеситепьный клапан 15, увеличивает температуру теплоносителя на входе в систему отопления, если средняя температура в сооружении ниже заданной и уменьшает температуру теплоносителя, если средняя температура в сооружении выше заданной. Так как температуры во всех четыре точках 16-19 одинаковы, то сигналы на выходах дифференвиальных регуляторов равны нулю и поэтому теплоноситель с выхода смесительного клапана 15,. поступая на диагональные перепускные клапаны 13 и 14, перераспределяется в равных количествах на входы клапанов 9 - 12. Одновременно измеряется температура снаружи сооружения датчиками 21 24, сигналы которых, как и сигналы с ближних датчиков внутренней температуры, подаются на блоки коррекшш 25, на выходах которых появляются сигналы пропорциональные разности сигналов соседних датчиков внутренней и внешней температур. Выходные сигналы блоков коррекции 25, воздействуя на диагональ ные перепускные клапаны 9 - 12, части но снижают расходы теплоносителя со стороны диагональных точек мостовой схемы включения внутренних групп отопительных приборов 1 - 4 в сторону п метральных групп 5-8. Когда сооружение интенсивно обдувается ветром и неравномерно освещено (см. стрелки на чертеже), равномерност тетл1ературного поля внутри него нарушается. Для случая, показанного на чертеже, лешлй верший угол сооруж&ния переохлаждается, а правый нижний угол сооружения перегревается. Как и для случая отсутствия внешних возмущений, сигналы датчиков 16 - 20 поступают на блок осреднений 26, на выходе которого появляется сигнал средней температуры в сооружении, кото рый вместе с сигналом блока задания ЗО поступает на регулятор 29, который воздействует на смесительный клапан 15 Одновременно на входах дифференц альных регуляторов 27 и 28 появляются разные по величине, но одинаковые по знаку сигналы. Дифференциальный регулятор 28, воздействуя на диагональный перепускной клапан 14, увеличивает подачу теплоносителя в левый вершинный перепускной клапан 11 и уменьшает в правый вершинный перепускной клапан 906 12. Датчик 24 наружной температуры формирует сигнал наружной теьтературы с учетом скорости ветра и сигнал его подается на блок коррекции 25 совмест но с сигналом датчика 18, измеряющего внутреннюю температуру в теплице. Вы - ходной сигнал блока коррекции 25, воздействуя на клапан 11, увеличивает подачу теплоносителя в левую периметральную группу 7 и умешьшает 6 левую верашшу мостовой схемы, в которой соединены внутренние группы отопительных приборов 1 и 3. Дифференциальный регулятор 27, воздействуя на диагональный перепускной клапан 13, увеличивает подачу теплоносителя в верхний вершинный перепускной клапан 9 и уменьшает в нижний вершинный ходовой перепускной клапан 10. Ветрообдуваемый датчик 21 внешней температуры формирует сигнал, соответствующий наружной температуре, который совместно с сигналом датчика внутренней температуры 16 поступает в блок коррекции 25, который, воздействуя на клапан 9, увеличивает подачу теплоносителя в верхнюю перггметровую группу 5 и уменьшает в верхнюю вершину MOCTOBoJ схемы, в которой соединены внутренние группы отопительных элементов 1 и 2. На подветренных сторонах сооружения разности сигналов между датчиками наружных температур 22, 23 и внутренних температур 17 к 19 меньше, чем на рассмотренных выше, поэтому перепускные вершинные клапаны 1О и 12 наоборот уменьшают подачу теплоносителя в периметральные группы 6 и 8 и увеличивают в вершины мостовой схемы 3-4 и 2-4. В результате такого перераспределения теплоносителя в системе от лшения наибольшая циркуляция будет в левой верхней внутренней группе 1 и в периметральных группах 5 и 7, а наименьшая циркуляция во внутренней группе 4 и пернметровых группах 6 и 8. Во внутренних группах 2 и 3 устанавливается -промежуточная циркуляция, точно балансирующая температурное поле в сооружении. Связанное регутшрование расхода гсплоносятепя во внутренних зонах, а также во внутренних и периметровых зонах в зависимости от внешних условий позволяет значительно уменьшить колебательность переходных процессов в объеме соо ружения и, тем самым, повысить равномерность температурного поля в сооружении. Таким образом, регулирование раохода теплоносителя по зонам, по рёзност ным сигналам датчиков внутренних температур и температуры теплоносителя в занисзсмости от средней температуры по зонам позволяет как повысить точность регулирования температуры в сооружениях, так и уменьшить расход тепловой энергии. Для теплиц повышение равномерности температурных полей приводит к увеличе1шю урожайности на 20% и сокращению расхода тепла на Ю-15%, что дает на 1 га площади тешшц до 40.0ОО руб 11рибыли. Формула изобретения Устройство для регулирования температуры в теплице, содержащее размещенные внутри теплицы и соединенные по мостовой схеме четьфе группы внутренних отопительных элементов с центральным датчиком температуры, четыре периметровых отопительных элемента с соответствующим каждому элементу периметровым датчиком температуры, раэмещенные вне тешпщы четьфе внешних датчика температуры, блок осреднения, входы которого связаны соответственно с выходом центрального и каждого пери метрового датчика температуры, а выход подключен к одному из входов регулятора, другой вход которого соединен с выходом блсжа задания, а выход - со входом смесительного клапана, установ908ленного в трубопроводе теплоносителя, отличающееся тем, что, с целью повьш1е1щя точности и эффективности устройства, содержит четыре блока коррекции, два дифференциальных регулятора и шесть перепускных клапанов, один вход первого и второго из которых подключен к выходу смесительного клапана, другой их вход - к выходу соответствующего дифференциального регулятора, входы каждого из которых связаны с двумя противоположными периметровыми датчиками температуры, выход каждого из которых, в свою очередь, связан с одним из входов соответствующего блока коррекции, другой вход которого подключен к выходу соответствующего внешнего датчика температуры, а его выход соответственно - к одному входу третьего, четвертого, пятого и шестого перепускных клапанов, один выход каждого из которых соединен с соответствующим периметровым отопительным элементом, а другой выход - с соответствующей точкой диагонали мостовой схемы соединения внутренних отопительных элементов, првсчем один к другой выходы первого и второго перепускных клапанов подключены соответственно к другому входу третьего, пятого, четвертого и шестого перепускных клапанов. Источники информации, преинятые во внимание при экспертизе 1.Чистович О. А. Автоматическое регулирование расхода тепла в системах теплоснабжения и отсшления. Л., Стройиздат, 1975, с. 9О-95. 2.Авторское свидетельство СССР N9 406109, кл. Q05D 23/19, 1972 (прототип).